中科大研发的科佳智能服务机器人。照片由受访者提供，显示了执行玻璃清洁命令的软件臂。受访者供图中国科大代表队携“科佳”机器人亮相机器人世界杯。受访者让机器人打开一扇门有多难？经过十几年的探索，中科大自主研发的低成本柔性机械臂可以轻松完成开门、拧瓶盖、擦玻璃等操控任务。计算机学院教授、机器人实验室主任陈晓萍团队的***新研究进展发表在***新一期《国际机器人研究杂志》上 展示了柔性机器人手臂在日常生活中的巨大应用潜力，论证了近年来科研成果的可行性。传统机器人大多是基于关节-连杆结构的刚性机器人，自20世纪60年代以来

　　中科大研发的科佳智能服务机器人。照片由受访者提供，显示了执行玻璃清洁命令的软件臂。受访者供图中国科大代表队携“科佳”机器人亮相机器人世界杯。受访者让机器人打开一扇门有多难？经过十几年的探索，中科大自主研发的低成本柔性机械臂可以轻松完成开门、拧瓶盖、擦玻璃等操控任务。计算机学院教授、机器人实验室主任陈晓萍团队的***新研究进展发表在***新一期《国际机器人研究杂志》上 展示了柔性机器人手臂在日常生活中的巨大应用潜力，论证了近年来科研成果的可行性。传统机器人大多是基于关节-连杆结构的刚性机器人，自20世纪60年代以来广泛应用于传统制造业。近10年来，智能制造、家政服务、农业作业、救援、安防等市场需求增加，软机器人研究成为机器人源技术竞争的战略制高点。陈晓萍长期从事人工智能和机器人的跨学科研究和教学。2010年，陈晓萍团队瞄准工业前景，尝试将柔性材料应用于机器人的骨骼和肌肉。“近年来，我们的团队坚持自己的科学原则和创新步伐， 努力为中国创造更多的原始创新。”他感慨道。软体动物和蜂巢带来灵感。”以传统工业机器人为代表的刚性机器人受到负载率低、柔性差等固有限制，难以完全满足人机共存环境、人机协作任务等新应用的需求。“例如，陈晓萍说，刚性机器人执行开门任务并不容易，这需要***的感知、建模、规划和控制。任何一个环节出了问题。2013年，陈晓萍团队提出了“气动蜂窝网”，这是一种天然的刚柔结构，具有大变形、高柔性、高承载比、低成本的特点。类似于柔软，灵活和强大的软体动物。在上述论文中， 陈晓萍解释了柔性机器人手臂的本质柔性和连续变形特性，展示了一种全新的机器人与环境的交互方式。论文***作者、实验室软机器人组博士生姜浩表示，当软臂与环境交互时，不需要事先对环境进行***建模，即使在任务执行过程中受到人为“干扰”，也不会影响任务的完成。“我们准备了像树干一样具有柔韧性和高负载能力的柔软手臂，手臂负载的重量比为1:1。”“蜂窝气动网络结构是蜂窝和气囊的结合。当安全气囊充气时，它依靠蜂窝的结构变形产生不同方向的弯曲或拉伸运动。”软机器人组博士生***展驰， 所述蜂窝气动网络结构的变形是由构成蜂窝的六边形的折叠和拉伸引起的，其是柔性的，制备简单并且耐用。坚持原始创新，让机器人做自己擅长的事情。陈晓萍还记得，1999年，在瑞典斯德哥尔摩举行的世界人工智能联合大会上，他的论文是***一篇被中国大陆选中的论文。当他站在台上，以“人机交互意图的逻辑”为主题，分享自己的思考时，台下全是外国学者。通过交流，他对人工智能和机器人研究有了新的认识。“***研究团队的论文看似只是在谈理论，但实际上背后往往有很深的应用背景。”那段时间，陈晓萍反思，要研究人工智能， 需要从重大应用需求中提取科研目标，否则他“没有把握”。1998年，陈晓萍开始组建中科大机器人队，并通过参加科研性质的机器人比赛来培养训练队伍。2007年，该队在美国亚特兰大举行的机器人世界杯上获得***名。2008年，陈晓萍选择家庭服务机器人作为长期研究目标，进入自主创新阶段。***初，团队在机器人的移动底盘上安装了一个进口机械臂，但发现手臂太短，存在安全性和灵活性不足等问题。这个团队试图自己制造一只手臂。他们开发了一种刚性机械臂，每个关节上都有一套电机、减速器和控制器。但是重量大，成本高，一个机器人的成本***少30万元。"我们决定开发一种更灵活、更安全、更轻便的柔性手臂。“陈晓萍回忆说，当时，在论文和书籍中没有相关的案例，所以我们不得不从头开始。经过无数次尝试，2013年，他们终于发现气动蜂窝结构可以满足相关特性。但这种结构在现实世界中是不存在的，只能手工制作。起初，团队制作的手臂非常简单，只能“移动”，无法完成更复杂的动作。2014年，陈晓萍扩大了实验室软机器人组的规模，团队成员不断完善控制算法，先后解决了手臂抖动等技术难题。2016年，团队研发的气动蜂窝网络软件执行器可以实现对三维空间不规则物体的操控。2017年， 陈晓萍在团队中加入了一个柔性手爪研究小组，自主研发了一种机器人柔性手爪，可以抓取各种形状、尺寸和材料的物体，突破了刚性手爪的局限性。据悉，服务机器人技术在智能制造、医疗康复、家庭服务等领域具有巨大的研究价值和广阔的应用前景。比如让机器人打磨不同形状的产品表面；喷涂高铁、动车、地铁车厢无死角；或者喂床上的老人。在陈晓萍看来，该团队已经掌握了一种软机器人科学原理的“秘籍”，但技术的应用是一个很大的挑战。“很多公司都想‘买产品用’。但是，大学有自己的科研使命，应该把重点放在原始创新和关键技术研发上， 而不是具体的产品研发。”“因此，在科研的道路上，攻克原理和技术难题，找到充分发挥技术优势的应用场景，创造实用的科技研发，是团队未来的重要任务。”陈晓萍说道。希望有更多的青年学生爱上机器人研发，一个近40人的科研团队。除了老师，都是90后的研究生和本科生。人才培养的成功之道是什么？在陈晓萍的团队里，老师们有一个共识，那就是科研是一个长期的探索过程。教师设计科研和项目方向，引导学生根据兴趣和科研需求组建团队， 并引导学生做有价值的研究。陈晓萍一贯主张学生应该大胆提出想法，并通过实践来检验它们。“即使我认为学生不理解，或者我已经有了解决方案，只要研究时间安排允许，我也不会直接告诉学生答案。让学生找到自己的路，帮助他们犯错，从而锻炼他们的创造力。”这些年来，团队中很多怀揣科研梦想的年轻人迅速成长。在2014年第18届RoboCup机器人世界杯中，陈晓萍队自主研发的“科佳”智能服务机器人获得***。这标志着我国服务机器人研发取得历史性突破。在这次比赛中，刚刚读完研究生一年级的***宁阳负责硬件的拆装和维护， 为夺冠立下汗马功劳。***宁阳2009年考入中国科技大学。出于对机器人的兴趣，他大一就加入了学校。RoboGame机器人活动周比赛。这进一步激发了***宁阳的热情，他申请加入陈晓萍团队的实验室。在中科大，机器人不仅是一项前沿的科研，也是培养人才的重要手段。陈晓萍的机器人实验室从20世纪90年代开始选拔人才，他们还为本科生开设“机器人研讨会”课程。课程结束后，感兴趣的学生可以申请进入实验室，很多学生很快就会独立。近两年，在机器人实验室，00后的身影逐渐增多。陈晓萍非常高兴。他觉得当更多的年轻学生爱上机器人研发的时候， 他们一定会为机器人产业创新保存更多活力。(原载于《中国青年报》2021-04-20 12)

推荐阅读：

自力式调节阀防堵防卡几大方式

防晃电接触器各构件的维护保养

电动蝶阀的安裝及维修关键点